В мире моделей

ИСТОРИЯ ОДНОГО ЗАБЛУЖДЕНИЯ

07.10.2013

ИСТОРИЯ ОДНОГО ЗАБЛУЖДЕНИЯКогда перед нашими мальчишками встала проблема выбора техники к новому спортивному сезону, разногласий не было. Все, кто занимался моделями классов АМ-1 и АМ-2, остановились, как сговорившись, на схеме, предложенной с статье «Новинка ледяного сезона» (см. «М-К» № 3 за 1986 год). Да это и понятно. Ставшие уже обычными аэромобили авиационного типа со стабилизаторами понемногу «приелись», а здесь приводились чертежи машины, напоминающей скорее настоящий аэромобиль будущего, чем чисто специальный спортивный снаряд. Но главное — преимущества аэродинамики микросаней с толкающим воздушным винтом казались бесспорными. Очень понравилась и логика их конструирования: улучшение аппарата достигалось его резким упрощением. За счет такого приема не только снижалось аэродинамическое сопротивление до идеального минимума, но и значительно облегчалась работа над моделью. И это — при ее весьма эффектных формах!

В пользу такого решения говорили и успешные испытания построенной точно по чертежам журнала «полуторки». Каких-либо капризов у нее не было ни при запуске, ни в заезде.
 
Поэтому мальчишки, не сомневаясь в успехе, быстро прорисовали аналогичную машину под двигатель рабочим объемом 2,5 см3 и принялись за ее постройку. Привлекательность идеи определила и быстроту ее воплощения в материале. Буквально через две недели аэромобиль, поставленный в период доводок ка коньки, был вынесен на ледовый кордодром. Форсированный КМД завелся легко, старт оказался даже более простым, чем на моделях авиационной схемы с одной передней стойкой. Круг, второй... Скорость набиралась быстрее, чем обычно; казалось, что «санки» идут значительно динамичнее классических конструкций. Но разбег закончился совершенно неожиданно. Микромашина чисто по-авиационному ушла в... воздух, выполнила небольшую мертвую петлю и... В общем, собирать было нечего. Хорошо, хоть двигатель, над которым мы просидели не один вечер, остался невредим!
 
Модель аэромобиля под двигатель КМД с толкающим воздушным винтом.
Модель аэромобиля под двигатель КМД с толкающим воздушным винтом:
1 — носовые колеса в обтекателе, 2 — стойка, 3 — нижняя часть корпуса, 4 — моторама, 5 — верхняя часть корпуса, 6 — двигатель, 7 — кок, 8 — заднее колесо в обтекателе, 9 — задняя стойка, 10 — кордовая планка, 11 — воздухозаборник, 12 — обтекатель головки цилиндра, 13 — игла регулировки топливной смеси.
 
Полная неудача заставила ребят по-другому взглянуть на кажущуюся идеальной схему. А тут еще кружковцы разведали, что подобного эффекта «достигли» и их соперники, которых также привлекла журнальная публикация. Сами знаете, как быстро выносят приговор моделисты неудачным, по их мнению, конструкциям, здесь же прибавилась и сверхкатегоричность суждений, свойственная мальчишкам.
 
Недопустимый метод компенсации гироскопического момента (А) с использованием антикрыла и допустимый, но нежелательный метод (Б) с использованием легкого воздушного винта, выносом задних стенок назад и наклоном оси тяги винта вниз.
Недопустимый метод компенсации гироскопического момента (А) с использованием антикрыла и допустимый, но нежелательный метод (Б) с использованием легкого воздушного винта, выносом задних стенок назад и наклоном оси тяги винта вниз.
 
Схемы аэромобилей, спроектированные с учетом влияния гироскопического момента и обеспечивающие прижатие носовых колес или коньков к дорожке.
Схемы аэромобилей, спроектированные с учетом влияния гироскопического момента и обеспечивающие прижатие носовых колес или коньков к дорожке.
 
Однако история эта закончилась совершенно неожиданно. Немного остынув, мы все же решили разобраться, почему кажущийся несущественным переход к классу АМ-2 дал столь неожиданный эффект. И... не смогли найти что-либо даже близкое к решению задачки! Правда, появились идеи спасти столь выигрышную по аэродинамике схему за счет прижима передней стойки небольшим антикрылом, загрузить носовую часть модели, отнести ось задних колес дальше от центра тяжести. Однако все это были полумеры, и браться за модель, имеющую «пилотажные» задатки, казалось страшновато. Но вот, штудируя подборку публикаций в поисках идей новой техники, кто-то робко произнес: «Здесь говорится о каком-то гироскопическом моменте. А что это такое?» Неуверенное замечание и было разгадкой задачи! И неудивительно, что на решение ее натолкнулись случайно: о действии гироскопического момента подавляющее большинство автомоделистов не думают. В литературе упоминания об этом факторе крайне редки, а с конкретными величинами можно познакомиться только в одной статье («М-К» № 7 за 1982 год, статья «Волчок на корде»). Поэтому даже опытные спортсмены не могли объяснить нам неожиданное поведение аэромобиля.
 
Теперь же стало ясно, что на конкретной машине-«полуторке», предложенной журналом, действие гироскопического момента было полезным при его малой величине — подразгружалась стойка переднего конька, и аэросани шли мягче. Однако стоило увеличить скорость, обороты двигателя или диаметр и массу воздушного винта, как польза превращалась в необычайный вред. Хорошо еще, что на модели АС-1 мы не попробовали стеклотекстолитовый пропеллер! С ним, в два раза более тяжелым, чем доработанный капроновый, уже первый аппарат мог также уйти в воздух. И тогда ничто не заставило бы мальчишек влезть в теорию, не помогло бы им узнать, что даже такие кажущиеся сверхпростыми внешне модели подчиняются в движении многим «взрослым» техническим законам. Причем только целому их комплексу, исключение из которого даже одного незнакомого закона приводит к совершенно ошибочным суждениям и выводам!
 
Итак, теперь мы могли спроектировать модель точно в соответствии с требованиями к гоночной. Для класса АМ-2 для прижатия носовых колес понадобилось только перенести кордовую планку на другой борт корпуса или изменить направление вращений пропеллера (кстати, это можно рекомендовать и для «полуторки» при использовании тяжелых воздушных винтов в комплекте с перефорсированными высокооборотными двигателями). Разобрались мы и в том, что упаковка антикрыла была бы ошибочной. При случайном подъеме носа всего на 10°—15° это крылышко стало бы создавать уже положительную подъемную силу. А с учетом постоянства гироскопического момента в данном диапазоне углов взлет модели оказался бы гарантированным. Загрузка же носа нежелательна из-за роста потерь качения более тяжелого аппарата (по нашим наблюдениям, облегчение аэромобиля еще важнее, чем гоночных аэросаней). Единственная возможность влиять на величину гироскопического момента без ухудшения скоростных качеств модели — использование легких деревянных пропеллеров.
 
Конструкция модели.
Конструкция модели:
1 — обтекатель передних колес, 2 — колесо в сборе, 3 — вилка, 4 — стойка, 5 — первоначальный контур корпуса, 6 — нижняя часть корпуса с доработанными обводами, 7 — «грибок», 8 — моторама, 9 — верхняя часть корпуса, 10 — топливный бак, 11 — трубка заправки, 12 — двигатель КМД, 13 — торцевой «шпангоут», 14 — кок воздушного винта, 15 — обтекатель, 16 — задняя стойка, 17 — шланг питания.
 
В нашем случае компоновка микромашины такова, что гироскопический момент будет лишь прижимать носовые колеса к дорожке. Это избавляет от необходимости перерегулировки при замене, например, деревянного воздушного винта на стеклотекстолитовый и дает возможность сместить ось задних колес почти под центр тяжести. Последнее — залог устойчивости модели на кордодромах любого качества.
 
Условия возникновения «кабрирующего» момента.
Условия возникновения «кабрирующего» момента. Черные стрелки показывают направление хода модели и вращения воздушного винта.
 
Общая схема машины осталась без изменений.
 
Доработка золотниковой стенки картера двигателя.
Доработка золотниковой стенки картера двигателя.
 
Новая система подачи топлива в карбюратор.
Новая система подачи топлива в карбюратор.
 
В связи с увеличенной по сравнению с «прототипом» массой аппарата стойка задних колес — максимальной жесткости. Ведь для обеспечения сверхмягкой «подвески», как на «полуторке», пришлось бы непомерно увеличивать размах стойки-рессоры. Колеса неразборные: между стальными дисками (их внутренние плоскости имеют множество мелких кольцевых канавок) намертво зажаты кольца-«шины» из листовой твердой резины толщиной 1—1,5 мм. Скрепляются диски расчеканкой — инструментом, напоминающим крестообразную отвертку. Лишь после этого центральное отверстие доводится до Ø 4 мм с помощью развертки и кондуктора.
 
Пара передних колес монтируется на оси из винта М3 с надетой на него распорной трубкой-подшипником из твердой латуни Ø 4X0,5 или такой же стальной заготовки. Длина ее подбирается так, чтобы после затяжки резьбы колеса вращались совершенно свободно, но без больших осевых люфтов. Вилка и стойка — проволока ОВС Ø 2 мм, детали скрепляются пайкой с предварительной обмоткой стыков тонкой медной проволокой. Две стальных проволоки так же припаивают и к верху стойки. После обмотки паяных стыков ниткой с клеем образуются хорошо подготовленные к монтажу деревянных деталей поверхности.
 
Корпус машины представлен тремя деталями: дюралюминиевой моторамой, вырезанной из листа толщиной 5 мм, и двумя деревянными частями. В связи с увеличенными размерами бака под двигатель рабочим объемом 2,5 см3, большим уровнем вибраций и требованиями работы системы питания под давлением от эффектного бака-фонаря пришлось отказаться в пользу классического, паянного из луженой жести. Последний подвешивается в вырезе моторамы на винтах М2,5 с применением резиновых шайб-прокладок. Деревянные детали вырезаются из липы средней плотности и отделываются по известной методике.
 
Высокая теплонапряженность двигателя КМД и летние условия эксплуатации заставляют уделить особое внимание охлаждению. Улучшить теплоотвод при достаточной равномерности по окружности цилиндра удается при схеме, показанной на рисунках. Спереди рубашка интенсивно обдувается направленной струей, сбоку — воздухом, стекающим с обтекателя, а сзади — только за счет завихрения. От картера тепло отводится дополнительно через металлическую мотораму, а от головки цилиндра — через стойку задних колес. Последняя должна быть свободно пригнана к рубашке гильзы, на своем месте фиксируется длинными винтами М3, входящими в штатные гнезда картера под крепление рубашки.
 
Доработки двигателя проведены в полном соответствии с рекомендациями статьи «Спринтеры ледяных кордодромов» (М-К» № 9 и 12 за 1987 год). Дополнительно к этому мы воспользовались опытом авиамоделистов и модифицировали золотниковую стенку картера. При ее повороте на 90°, видимо, улучшаются условия смазки мотылевого пальца коленвала и наполнения объема картера свежей смесью. Прибавка оборотов весьма ощутимая, а режим работы становится легким, без признаков передавливания.
 
Система питания топливом — под давлением, что позволяет применять широко открытые диффузоры карбюратора. Жиклер кольцевого типа считаем наименее удачным из возможных вариантов в связи с относительно малым расходом компрессионных двигателей и большими центробежными нагрузками. Наиболее прогрессивная схема ввода топлива в карбюратор — через трубку, срез которой заканчивается по оси воздушного потока. Сделать это на КМД можно, запаяв три отверстия штатного жиклера, рассверлив четвертое и нарезав в нем резьбу М2 и установив там новую трубку-жиклер с резьбовым хвостовиком. После сборки штатный жиклер поворачивают и зажимают. Подобная схема может быть использована и с применением трубчатого диффузора.
 
Направление вращения коленвала КМД оставлено без изменений. В щеке золотника пропилено новое отверстие под 90° к штатному, что вызвано поворотом стенки на такой же угол. Смена направления хода мотора нежелательна — ухудшатся условия наполнения картера свежей смесью и перепуска смеси в цилиндр.
 
Н. НИКОЛАЕВ




Рекомендуем почитать
  • «АЛЬБАТРОС» В МИНИАТЮРЕ
    «АЛЬБАТРОС» В МИНИАТЮРЕТорпедные и ракетные катера являются наиболее популярными объектами для моделирования среди начинающих судомоделистов — они не столь многосложны и многодетальны, как более крупные корабли и суда, к тому же в силу меньшего масштабного коэффициента изготовить относительно более крупные элементы такой модели значительно легче.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.